FR2769405A1 - Field emission display mechanism construction - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF A EMISSION DE CHAMP
La présente Invention concerne un dispositif à emission de champ et, plus particulièrement, un dispositif à émission de champ convenant pour être utilisé pour un affichage à émission de champ (Field émission Display-FED) ou analogue.FIELD EMISSION DEVICE
The present invention relates to a field emission device and, more particularly, to a field emission device suitable for use for a field emission display (Field emission Display-FED) or the like.
Un FED comprend généralement une enveloppe qui est formée en reliant ensemble de façon étanche une structure située du coté substrat de cathode et une structure située du coté substrat d'anode tout en étant espacées l'une de l'autre de la valeur d'un intervalle prédéterminé, et ensuite évacuée à un vide élevé. Le FED comprend une cathode à émission de champ (FEC) qui peut être constituée d'une structure de cathode froide de type Spindt. Dans la
FEC de ce type, l'application d'une tension d'extraction à une électrode de grille permet à un émetteur conique, disposé dans chacun des trous formés dans l'électrode de grille, de produire une emission d'un champ d'électron, entraînant l'émission d'une lumière par un luminophore d'une anode qui se voit appliquer une tension positlve, ceci menant à une opération d'affichage.An EDF generally comprises an envelope which is formed by sealingly joining together a structure situated on the cathode substrate side and a structure situated on the anode substrate side while being spaced from each other by the value of a predetermined interval, and then evacuated to a high vacuum. The FED comprises a field emission cathode (FEC) which can be made up of a Spindt type cold cathode structure. In the
FEC of this type, the application of an extraction voltage to a grid electrode allows a conical emitter, disposed in each of the holes formed in the grid electrode, to produce an emission of an electron field , causing the emission of light by a phosphor of an anode which is applied a positive voltage, this leading to a display operation.
Un FED du type à haute tension présente une lumlnance augmentée en comparaison du type basse tension, du fait que, dans le premler, la luminance du lumlnophore prévu pour une haute tension est augmentée. Le FED du type a haute tension est adapté pour appllquer une tension de plusleurs kV entre une anode et une grille, faisant qll est nécessaire d'augmenter la valeur de l'intervalle qu'il y a entre l'anode et la grille. Ainsi, dans le FED du type à haute tension, il est nécessaire de focaliser les faisceallx d'électrons qui sont émis. En général, le FED a une FEC incorporée, de type de grille à deux étages. La FEC du type de grille à deux étages est construite de manière qu'une couche d'une électrode de focal focallsatlon soit prévue séparément de celle destinée à une électrode de grille, afin de constituer une stru(tlare à couche à deux étages. A FED of the high voltage type exhibits an increased lumlnance compared to the low voltage type, since in the premler the luminance of the lumlnophor intended for a high voltage is increased. The FED of the high voltage type is suitable for applying a voltage of several kV between an anode and a grid, making it necessary to increase the value of the interval which there is between the anode and the grid. Thus, in the FED of the high voltage type, it is necessary to focus the electron beams which are emitted. In general, the EDF has an incorporated FEC, of the two-stage grid type. The FEC of the two-stage grid type is constructed so that a layer of a focal focallsatlon electrode is provided separately from that intended for a grid electrode, in order to constitute a stru (tlare with two-stage layer.
Ceci entraîne une augmentation du nombre de couches, ce qui rend de cette manière coûteuse et compliquée la fabrication de la FEC. Au vu du problème, une FEC du type à focallsatlon plane, dans lequel une électrode de focalisation et une électrode de gril le st-nt dispose dans le meme plan, a été proposée pour simplifier le processus de fabrication.This results in an increase in the number of layers, which makes it expensive and complicated to manufacture the FEC. In view of the problem, an FEC of the planar focallsatlon type, in which a focusing electrode and a grill electrode the st-nt has in the same plane, has been proposed to simplify the manufacturing process.
Une telle FEC de type à focalisation plane est généralement construite de la manière représentée sur les
Figs. 5 et 6, dans lesquelles le numéro de référence 31 désigne une électrode de focalisation, 32 désigne une électrode de grille, 32a désigne des trous, 11 est un émetteur conique disposé dans chacun des trous 32a, 12 est une couche isolante, 13 est un substrat de cathode, 33 est une couche résistive, et 34 est une ligne de cathode.Such a plane focusing type FEC is generally constructed in the manner shown on the
Figs. 5 and 6, in which the reference number 31 designates a focusing electrode, 32 designates a gate electrode, 32a designates holes, 11 is a conical emitter disposed in each of the holes 32a, 12 is an insulating layer, 13 is a cathode substrate, 33 is a resistive layer, and 34 is a cathode line.
La FEC de type à focallsation plane ne peut complètement entourer l'électrode de grille 32 par l'électrode de focalisation 31. Ainsi, I'électrode de focalisation 31 et l'électrode de grille 32, comme représenté sur la Fig. 5, sont chacune formées en une configuration pectinée et disposées dans le même plan sur la couche isolante 12, tout en alternant les unes les autres. L'électrode de grille 32 a, sur chacune de ses saillies, une pluralité de trous 32a placés en rangée en direction longitudinale de la saillie. The planar focusing type FEC cannot completely surround the gate electrode 32 with the focusing electrode 31. Thus, the focusing electrode 31 and the gate electrode 32, as shown in FIG. 5, are each formed in a pectinate configuration and arranged in the same plane on the insulating layer 12, while alternating each other. The gate electrode 32 has, on each of its projections, a plurality of holes 32a placed in a row in the longitudinal direction of the projection.
Le substrat de cathode 13, tel que représenté sur la
Fig. 6, reçoit sur lui la ligne de cathode 34 sur laquelle la couche resistive 33 est agencée. Ensuite, la couche isolante 12 est agencée sur la couche résistive 33 ce qui est suivi par l'agencement de l'électrode de focalisation 31 décrite ci-dessus et de l'électrode de grille 32 sur la couche isolante 12. Les trous 32a sont formés dans l'électrode de grille 32 et la couche isolante de manière à s'étendre conjointement à travers elles et l'électrode conique 11 est agencée dans chacun des trous 32a tout en étant placée sur la couche résistive 33.The cathode substrate 13, as shown in the
Fig. 6, receives thereon the cathode line 34 on which the resistive layer 33 is arranged. Then, the insulating layer 12 is arranged on the resistive layer 33 which is followed by the arrangement of the focusing electrode 31 described above and of the gate electrode 32 on the insulating layer 12. The holes 32a are formed in the gate electrode 32 and the insulating layer so as to extend jointly through them and the conical electrode 11 is arranged in each of the holes 32a while being placed on the resistive layer 33.
L'électrode de grille 32 et l'électrode de focalisation 31 ont une tenson d'électrode de grille et une tension d'électrode de focalisation leurs étant appliquées respectivement.The gate electrode 32 and the focusing electrode 31 have a gate electrode tenson and a focusing electrode voltage applied thereto respectively.
Comme décrit ci-dessus, la FEC de type à focalisation plane pratiquement ne peut complètement entourer l'électrode de grille 32 par l'électrode de focalisation 31. Ceci falt que les faisceaux d' èlectrors qui sont émis des émetteurs coniques 11 fuient à travers une ouverture de l'électrode de focallsatlon 31 comme indiqué par une flèche sur la Fig. 5, entraînant l'impossibilité de fournir un diamètre de point souhaité de la part des faisceaux d'électrons. As described above, the FEC of the planar focusing type practically cannot completely surround the gate electrode 32 by the focusing electrode 31. This means that the beams of electrons which are emitted from the conical emitters 11 are leaking through an opening of the focallsatlon electrode 31 as indicated by an arrow in FIG. 5, resulting in the impossibility of providing a desired point diameter from the electron beams.
Un tel problème est imputable au fait que la FEC de type à focalisation plane classique ne peut agencer tout électrode à structure entre l'électrode de grille et une ligne dans le but d'alimenter par une tension l'électrode de grille d'une manière permettant d'entourer l'électrode de grille. Ainsi, le problème n'est pas limité seulement à l'électrode de focalisation. Egalement, la FEC de type à focalisation plane classique, même lorsque l'électrode de focalisation ou la structure est agencée pour ne pas complètement entourer l'électrode de grille, provoque une relation au niveau de l'agencement entre la ligne destlnée a l'alimentation en une tension sur l'électrode de grille et l1électrode de focalisation ou la structure devant être soumise à une restriction. Such a problem is due to the fact that the FEC of the conventional plane focusing type cannot arrange any electrode with structure between the gate electrode and a line with the aim of supplying a voltage to the gate electrode in a way to surround the grid electrode. Thus, the problem is not limited only to the focusing electrode. Also, the FEC of the conventional plane focusing type, even when the focusing electrode or the structure is arranged so as not to completely surround the gate electrode, causes a relationship in terms of the arrangement between the line intended for the supply of a voltage to the gate electrode and the focusing electrode or the structure to be subjected to a restriction.
La présente invention a été faite au vu de l'inconvénient précédent de l'art antérieur. The present invention has been made in view of the previous drawback of the prior art.
De manière correspondante, un objet de la présente invention est de fournir un dispositif à émission de champ qui soit capable de permettre à toute électrode ou structure souhaitée être agencée autour d' une électrode de gril le sans entraîner aucune restrletion. Correspondingly, an object of the present invention is to provide a field emission device which is capable of allowing any desired electrode or structure to be arranged around a grill electrode without causing any restriction.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif à émission de champ qui soit capable de permettre à une électrode de focalisation être disposee autour d'une électrode de grille pour, de cette manière, simplifier le processus de sa fabrication et réduire sensiblement le diamètre de point des faisceaux d'électrons. Another object of the present invention is to provide a field emission device which is capable of allowing a focusing electrode to be arranged around a grid electrode to thereby simplify the process of its manufacture and significantly reduce the point diameter of the electron beams.
Selon la presente invention il est fourni un dispositif à émission de champ. Le dispositif à émission de champ comprend de façon globale une couche isolante ayant une surface supérieure et une surface inférieure, une électrode de gril le agencée sur la surface supérieure de la couche isolante, des trous ménagés dans la couche isolante et l'électrode de grille, de manière à s'étendre conjointement à travers ces deux éléments, des émetteurs agencés dans les trous, respectivement, une ligne d'électrode de grille, et une ligne de cathode. La ligne d'électrode de grille est agencée sur la surface supérieure de la couche isolante. Une ligne de connexion agencée sur ladite surface inférieure de ladite couche isolante. Une première cc)nnexlon intercouche est destinée a relier électriquement l'électrode de grille à la ligne de connexion passant à travers elle, et une deuxième connexion intercouche est destinée à relier électriquement la ligne d'électrode de grille à la ligne de connexion passant à travers elle. According to the present invention there is provided a field emission device. The field emission device generally comprises an insulating layer having an upper surface and a lower surface, a grill electrode arranged on the upper surface of the insulating layer, holes made in the insulating layer and the grid electrode. , so as to extend jointly through these two elements, emitters arranged in the holes, respectively, a grid electrode line, and a cathode line. The grid electrode line is arranged on the upper surface of the insulating layer. A connection line arranged on said lower surface of said insulating layer. A first interlayer cc) nnexlon is intended to electrically connect the grid electrode to the connection line passing through it, and a second interlayer connection is intended to electrically connect the grid electrode line to the connection line passing through through it.
Egalement, selon la présente invention, il est fourni un dispositif à émission de champ. Le dispositif à émission de champ comprend de façon globale une couche isolante ayant une surface supérieure et une surface inférieure, une électrode de grille dispose sur la surface supérieure de ladite couche isolante, des trous ménages dans la couche isolante et l'électrode de grille, de manière à s'étendre conjointement à travers ces deux éléments, des émetteurs agencés dans lesdits trous, respectivement, une ligne d'électrode de grille, et une ligne de cathode. La ligne d'électrode de grille est agencée sur la surface supérieure de la couche isolante et la ligne d'électrode de grille est agencée sur la surface inférieure de la couche isolante. Also, according to the present invention, there is provided a field emission device. The field emission device generally comprises an insulating layer having an upper surface and a lower surface, a grid electrode has on the upper surface of said insulating layer, holes formed in the insulating layer and the grid electrode, so as to extend jointly through these two elements, emitters arranged in said holes, respectively, a grid electrode line, and a cathode line. The grid electrode line is arranged on the upper surface of the insulating layer and the grid electrode line is arranged on the lower surface of the insulating layer.
Une première connexion intercouche est destinée à connecter ou relier électriquement ladite électrode de grille à la ligne d'électrode de grille passant à travers elle, et une deuxième connexion intercouche est destinée à relier électriquement les émetteurs à la ligne d'électrode de grille passant à travers elle.A first interlayer connection is intended to electrically connect or connect said grid electrode to the grid electrode line passing therethrough, and a second interlayer connection is intended to electrically connect the emitters to the grid electrode line passing through it through it.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, l'électrode de focalisation est agencée sur la surface supérieure de la couche isolante de manlère à entourer l'électrode de grille. According to a preferred embodiment of the present invention, the focusing electrode is arranged on the upper surface of the insulating layer of manle to surround the gate electrode.
Ces objets ainsi que d'autres objets et beaucoup des avantages afférents de la présente Invention vont être facilement appréclés lorsqu'ils seront mieux compris en référence à la description détaillée ci-aps considérée en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels
Fig. 1 est une vue en plan fragmentaire représentant une FEC incorporée dans un mode de réalisation d'un dispositif à émission de champ selon la présente invention;
Fig. 2 est une vue en coupe verticale fragmentaire du FEC représentée sur la Flg. 1;
Figs. 3(a) à 3(d) représentent chacune une vue schématique il lustrant chacune des étapes de la fabrication de la FEC représentée sur la Fig. 1;
Fig. 4 est une vue en plan fragmentaire représentant une FEC incorporée dans un autre mode de réalisation d'un dlsposltaf a emission de champ selon la présente invention;
Fig. 5 est une vue en plan fragmentaire représentant une FEC de type à focalisation plane; et
Fig. 6 est une Vlle en plan fragmentalre représentant une FEC de type à focalisation plane.These objects as well as other objects and many of the associated advantages of the present invention will be easily appreciated when they are better understood with reference to the detailed description above considered in conjunction with the accompanying drawings, in which
Fig. 1 is a fragmentary plan view showing an FEC incorporated in an embodiment of a field emission device according to the present invention;
Fig. 2 is a fragmentary vertical sectional view of the FEC shown in FIG. 1;
Figs. 3 (a) to 3 (d) each represent a diagrammatic view, illustrating each of the stages in the manufacture of the FEC shown in FIG. 1;
Fig. 4 is a fragmentary plan view showing an FEC incorporated in another embodiment of a field emission dlsposltaf according to the present invention;
Fig. 5 is a fragmentary plan view showing an FEC of the planar focusing type; and
Fig. 6 is a fragmentary plane town representing a plane focusing type FEC.
On va à présente décrire ci-après un dispositif à émission de champ sel on la présente invention en référence aux Figs. 1 à 4 dans lesquelles des numéros de références identiques désignent dans ces figures des parties identiques ou correspondantes. We will now describe below a salt field emission device the present invention with reference to Figs. 1 to 4 in which identical reference numbers designate in these figures identical or corresponding parts.
En se référant premièrement aux Figs. I et 2, une FEC incorporée dans un mode de réalisation d'un dispositif à émission de champ selon la présente invention est illustrée. Sur les Figs. 1 et 2, le numero de référence 1 désigne une électrode de focalisation, 2 une ligne d'électrode de grille, 3 une couche résistive, 4 une ligne de cathode, Sa et 5b désignent chacune un trou de contact et 6 désigne une électrode de gril le, 6a désigne chacun des trous et 7 est une ligne de connexion. Fig. 1 est une vue en plan représentant une structure de laminée de coté substrat de cathode observée depuis un coté anode. Fig. 1 est dessinée de manière à permettre d'observer l'intérieur de la FEC par une couche isolante 12 et représente l'électrode de grille 6 destinee à un ensemble. Referring first to Figs. I and 2, an FEC incorporated in an embodiment of a field emission device according to the present invention is illustrated. In Figs. 1 and 2, the reference number 1 designates a focusing electrode, 2 a grid electrode line, 3 a resistive layer, 4 a cathode line, Sa and 5b each designate a contact hole and 6 designates a contact electrode the grill, 6a denotes each of the holes and 7 is a connection line. Fig. 1 is a plan view showing a laminate structure on the cathode substrate side observed from an anode side. Fig. 1 is drawn so as to allow the interior of the FEC to be observed by an insulating layer 12 and represents the gate electrode 6 intended for an assembly.
Le dispositif à émission de champ du mode de réalisation illustré, tel que représenté sur la Fig. 2, comprend une structure de coté substrat de cathode qui comprend un substrat de cathode 13. Le substrat de cathode 13 est doté sur lui de la couche isolante 12, qui a sur sa surface supérieure l'électrode de grille 6. La couche isolante 12 et l'électrode de grille 6 sont formées avec des trous 6a de manière à s'étendre conjolntement à travers ces deux éléments. Les trous 6a sont chacun dotés en eux d'un émetteur 11 ayant une forme conique. La couche isolante 12 est formée sur sa surface supérieure, agissant comme couche de grille avec l'électrode de focalisatlon 1 en plus de l'électrode de grille 6 décrite ci-dessus. The field emission device of the illustrated embodiment, as shown in FIG. 2, comprises a structure on the cathode substrate side which comprises a cathode substrate 13. The cathode substrate 13 is provided with an insulating layer 12, which has on its upper surface the gate electrode 6. The insulating layer 12 and the gate electrode 6 are formed with holes 6a so as to extend jointly through these two elements. The holes 6a are each provided with within them an emitter 11 having a conical shape. The insulating layer 12 is formed on its upper surface, acting as a gate layer with the focusing electrode 1 in addition to the gate electrode 6 described above.
L'électrode de focalisation 1 est agencée autour de l'électrode de grille 6. Egalement, la couche isolante 12 est prévue sur sa surface supérieure avec la ligne d'électrode de grille 2. La couche isolante 12 est prevue sur sa surface inférieure agissant comme la couche de cathode avec la ligne de connexion 7 et la couche résistive 3, ainsi que la ligne de cathode 4 représentée sur la Fig. 1. L'électrode de grille 6 est reliée électriquement par le trou de contact 5a agissant comme première connexion intercouche à la ligne de connexion 7 telle que représentée sur la Fig. 2 et la ligne d'électrode de grille 2 est reliée électriquement par le trou de contact 5b agissant comme deux ie.me connexion intercouche à la ligne de connexion 7 comme représenté sur la Fig. 1. La structure de coté de substrat de cathode, ainsi constituée en une structure laminée, est reliée de façon étanche à une structure de coté de substrat d'anode (non représenté) tout en étant espacée de celle-ci, ce qui entraîne la const itut on d 'une enveloppe qui, ensuite, est évacuée.The focusing electrode 1 is arranged around the grid electrode 6. Also, the insulating layer 12 is provided on its upper surface with the grid electrode line 2. The insulating layer 12 is provided on its lower acting surface like the cathode layer with the connection line 7 and the resistive layer 3, as well as the cathode line 4 shown in FIG. 1. The gate electrode 6 is electrically connected by the contact hole 5a acting as the first interlayer connection to the connection line 7 as shown in FIG. 2 and the grid electrode line 2 is electrically connected by the contact hole 5b acting as two ie.me interlayer connection to the connection line 7 as shown in FIG. 1. The cathode substrate side structure, thus constituted in a laminated structure, is tightly connected to an anode substrate side structure (not shown) while being spaced therefrom, which causes the const itut on of an envelope which is then evacuated.
La ligne d'électrode de cathode 4, comme représenté sur la Fig. 1 est formée sur une partle de sa région avec la résistive 3 sur laquelle la couche isolante 12 est agencée. La ligne de cathode 4 est reliée à une unité de commande d'affichage (non représentée) agencée à l'extérieur du dispositif à émission de champ du mode de réalisatlon illustré. L'électrode de grille 6 est agencée sur une partie de la surface supérieure de la couche isolante 12 placée au-dessus de la couche résistive 3 et l'émetteur conique 11 est agencé dans chacun des trous 6a tout en étant placé sur la couche résistive 3. Ta ligne de cathode 4 est constituée de manière à ne pas être présente sous une partle de la couche résistive 3 sur laquelle l'émetteur conique 11 est agencé. The cathode electrode line 4, as shown in FIG. 1 is formed on a part of its region with the resistive 3 on which the insulating layer 12 is arranged. The cathode line 4 is connected to a display control unit (not shown) arranged outside the field emission device of the illustrated embodiment. The gate electrode 6 is arranged on a part of the upper surface of the insulating layer 12 placed above the resistive layer 3 and the conical emitter 11 is arranged in each of the holes 6a while being placed on the resistive layer 3. Your cathode line 4 is formed so as not to be present under a partle of the resistive layer 3 on which the conical emitter 11 is arranged.
L'électrode de grille 6 et l'électrode de focallsatlon 11 sont agencées sur la couche isolante 12 d'une maniere à etre posit ionnees sur le même plan de sa surface supérieure. L'électrode de focal focalisation 1 inclue une sectlon analogue à un cadre, qui est creusée pour adopter une forme rectangulaire. L' électrode de focal isat ion 1 entoure l'électrode de gril le 6 avec la sectlon analogue à un cadre ainsi formée. L'électrode de focal i sation 1 comprend également une 1 ligne d'électrode, agencée pour s'étendre dans sa direction latérale, réunie à des électrodes de focalisation appartenant à d'autres lignes de rangée ou ligne, puis reliée à l'unité de commande d'affichage externe, par l'intermédiaire d'une borne. La ligne d'électrode de grille 2 est, de même, constituée sur la surface supérieure de la couche isolante 12 et agencée pour s'étendre dans la direction latérale. La ligne d'électrode de grille 2 est reliée à l'unité de commande d'affichage à chaque ligne de rangée. The gate electrode 6 and the focallsatlon electrode 11 are arranged on the insulating layer 12 so as to be posit ionized on the same plane of its upper surface. The focal focusing electrode 1 includes a section analogous to a frame, which is hollowed out to adopt a rectangular shape. The focal isat ion electrode 1 surrounds the grill electrode on 6 with the section analogous to a frame thus formed. The focalization electrode 1 also includes a 1 electrode line, arranged to extend in its lateral direction, joined to focusing electrodes belonging to other row lines or line, then connected to the unit external display control, via a terminal. The grid electrode line 2 is likewise formed on the upper surface of the insulating layer 12 and arranged to extend in the lateral direction. The grid electrode line 2 is connected to the display control unit at each row of rows.
Ta ligne de liaison 7 dispose sur la surface inférieure de la couche isolante 12 est configurée à une forme en L inversez est reliée à son autre extrémité par le trou de contact 5a à une partie centrale de l'électrode de grolle 6a définie dans sa direct on long longitudinale. La couche résistive 3 est creusée en une partle de celle-cl a proximité d'une connexion entre la ligne de connexion 7 et l'électrode de grille 6, entraînant globalement une formation creusée. Ceci empêche que la couche résistive 3 soit mise en contact avec la connexion 7. Ainsi la ligne de connexion 7 est guidée sous l'électrode de focalisation 1, pu Is connectée à son autre extrémité, par le trou de contact 5h, à la ligne d'électrode de grille 2. La pluralité d'émetteurs coniques 11 disposés dans les trous 6a sont reliés électriquement par la couche rsistive 3 à la ligne d'électrode de cathode 2. Your connecting line 7 has on the lower surface of the insulating layer 12 is configured to an inverted L shape is connected at its other end by the contact hole 5a to a central part of the scallop electrode 6a defined in its direct along longitudinal. The resistive layer 3 is hollowed out in a part of it close to a connection between the connection line 7 and the gate electrode 6, generally causing a hollowed out formation. This prevents the resistive layer 3 from being brought into contact with the connection 7. Thus the connection line 7 is guided under the focusing electrode 1, pu Is connected at its other end, through the contact hole 5h, to the line grid electrode 2. The plurality of conical emitters 11 disposed in the holes 6a are electrically connected by the resistive layer 3 to the cathode electrode line 2.
La couche résistive 3 est formée sur une zone qui s'étend d'une position située au-dessous de l'électrode de grille 6 d'une forme rectangulaire s'étendant longitudinal ement à une position située au-dessus de la ligne d'électrode de cathode 4 s'étendant de façon linéaire dans une direction longitudlnale. La couche résistive 3 fonctionne pour limiter le passage d'un courant de valeur excessive par la ligne de cathode b. La couche résistive 3 empêche le passage d'un courant excessif par la ligne d'électrode de grille 2 et la ligne de cathode 4 lorsqu'une décharge e)ll un court-circuit se produit entre l'électrode de grille 6 et un bout de l'un des émetteurs conlques 11 dans le cas dans lequel la couche réslstlve 3 n'est pas prévue. Parmi un certain nombre d'émetteurs coniques 11, tout émetteur conique est en mesure d'émettre de la lumière. Ceci entraîne souvent la génération d'un point de luminance anormal sur une image plane. La couche rsistiv 3, lorsque l'un quelconque des émetteurs coniques 11 commence à émettre un courant excessivement élevé, a comme effet de réduire la tension appliquée à 1 'émetteur conique 11 concerné, ce qui assure de cette mairie une stabilité à l'émission d'électrons. The resistive layer 3 is formed over an area which extends from a position below the grid electrode 6 of a rectangular shape extending longitudinally to a position located above the line of cathode electrode 4 extending linearly in a longitudinal direction. The resistive layer 3 functions to limit the passage of a current of excessive value through the cathode line b. The resistive layer 3 prevents excessive current from passing through the grid electrode line 2 and the cathode line 4 when a discharge e) ll a short circuit occurs between the grid electrode 6 and a tip of one of the transmitters 11 in the case where the reslstlve layer 3 is not provided. Among a number of conical emitters 11, any conical emitter is able to emit light. This often results in the generation of an abnormal luminance point on a flat image. The resistive layer 3, when any of the conical emitters 11 starts to emit an excessively high current, has the effect of reducing the voltage applied to the conical emitter 11 concerned, which ensures that this town hall is stable on emission. of electrons.
Les connect ions au câblage intercouche constituées par les trois de contact 5a et 5b permettent à l'électrode de grolle 6 et à la ligne d'électrode de grille 2 agencée sur la surface supérieure de la couche isolante 12 d'être reliées l'une à l'autre sur la surface inférieure. The interconnections to the interlayer wiring constituted by the three contact 5a and 5b allow the hot-dip electrode 6 and the grid electrode line 2 arranged on the upper surface of the insulating layer 12 to be connected one to each other on the bottom surface.
L'électrode de grille 6 et la ligne d'électrode de grille 2 sont séparées 1 'une de l'autre sur la surface supérieure de la couche isolante 12, si bien que l'électrode de grille 6 peut être complètement entourée par l'électrode de focalisation 1. Ceci élimine toute fuite de faisceaux d'électrons, entraînant facilement la production d'un point de diamètre souhaité de la part des faisceaux d'électrons.The grid electrode 6 and the grid electrode line 2 are separated from each other on the upper surface of the insulating layer 12, so that the grid electrode 6 can be completely surrounded by the focusing electrode 1. This eliminates any leakage of electron beams, easily resulting in the production of a point of desired diameter from the electron beams.
A présent, la fabrication de la FEC conçue comme décrit c -dessus va être décrite ci-après en référence aux
Figs. 3(a) à 3(d).Now, the manufacture of the FEC designed as described above will be described below with reference to
Figs. 3 (a) to 3 (d).
Premlèrement, comme représenté sur la Flg. 3(a), un matériau de cathode, tel que du niobium (Nb) ou analogue, est déposé sous la forme d'un film sur le substrat de cathode 13 (Fig. 2) réalisé en verre ou analogue par une pulvérisation de cathode ou analogue, entraînant la formation d'un motif de la pat de la ligne de cathode 4 et de la ligne de connexion 7. First, as shown in Fig. 3 (a), a cathode material, such as niobium (Nb) or the like, is deposited in the form of a film on the cathode substrate 13 (Fig. 2) made of glass or the like by cathode sputtering or the like, causing the pat of the cathode line 4 and the connection line 7 to form a pattern.
Ensuite, comme représenté sur la Fig. 3(b), un motif de la couche résist ive 3 est formé pour couvrir une partie de la ligne de cathode 4. La couche résistive 3 est formée avec une cavité destinée à éviter ()u à se maintenir à distance de la ligne de connexion 7. Ta couche résistive 3 peut être constituée d'un matériau à base de Si tel que du silicium amorphe, dopé avec des impuretés, formé en un film par une déposition chimique en phase vapeur (CVD). Then, as shown in FIG. 3 (b), a pattern of the resistive layer 3 is formed to cover part of the cathode line 4. The resistive layer 3 is formed with a cavity intended to avoid () u to keep away from the line of connection 7. Your resistive layer 3 can be made of a Si-based material such as amorphous silicon, doped with impurities, formed into a film by chemical vapor deposition (CVD).
Ces lignes de cathode 4, ligne de connexion 7 et couche résistive 3 coopèrent les unes les autres pour constituer une structure de couche inférieure sur laquelle la couche isolante 12 (Fig. 2) est constituée en SiO2, formé en un film par un procédé CVD. La couche isolante 12 est ensuite soumise a une gravure de mise en motif par utilisation d'un photorésist et d'une solution d'acide fluorhydrique entraînant la format ion de trous pour les trous de contact 5a et 5b. Les trous sont formés d'une manière faisant qu'une surface latérale de ceux-ci est inclinée pour permettre à leur ( > uverture ou extrémité ouverte être agrandie. These cathode lines 4, connection line 7 and resistive layer 3 cooperate with each other to form a lower layer structure on which the insulating layer 12 (Fig. 2) is made of SiO2, formed into a film by a CVD process. . The insulating layer 12 is then subjected to a patterning etching using a photoresist and a hydrofluoric acid solution resulting in the ion format of holes for the contact holes 5a and 5b. The holes are formed in a way that a side surface thereof is inclined to allow their (> opening or open end to be enlarged.
Ensuite, comme représenté sur la Fig. 3 3(e), > , Nb ou analogue est déposé sos la forme d'un film sur la couche isolante 12, par une déposition par pulvérisation cathodique ou analogue, de man i e re à polivo i r former un motif d'électrode de grille 6, d'électrode de focalisation 1, et de ligne d'électrode de grille 2 sur la couche isolante 12. A ce moment, la déposition par pulvérisation cathodique était effectuée sur la surface latérale inclinée de chacun des trous concernant les trous de con tact Sa et 5b et leur surface inférieure, entraînant la format ion des trous de contact 5a et 5b. L'électrode de grille 6, l'électrode de focalisation 1, et la ligne d'électrode de grille 2 ainsi formées coopèrent ensemble pour constituer une structure de couche supérieure entraînant la fourniture de la structure laminée de coté substrat de cathode. La couche résistive 3 peut être constituée sur toute la longueur de la couche de connexion 7 et de la ligne de cathode 4. A ce moment, la couche résistive 7 est percée en des parties de ce T le-c i qui correspondent en position à celles des trous de contact 5a et 5b, r pour, de cette manière, assurer sur eux la déposit ion par pulvérisation cathodique
La procédure sut)séquente peut être effectuée sensiblement de la même manière que pour l'art antérleur.Then, as shown in FIG. 3 3 (e),>, Nb or the like is deposited in the form of a film on the insulating layer 12, by deposition by sputtering or the like, so as to polivo ir form a grid electrode pattern 6, focusing electrode 1, and grid electrode line 2 on the insulating layer 12. At this time, the sputtering deposition was carried out on the inclined lateral surface of each of the holes relating to the contact holes Sa and 5b and their lower surface, causing the ion format of the contact holes 5a and 5b. The gate electrode 6, the focusing electrode 1, and the gate electrode line 2 thus formed cooperate together to form an upper layer structure resulting in the supply of the laminated structure on the cathode substrate side. The resistive layer 3 can be formed over the entire length of the connection layer 7 and of the cathode line 4. At this time, the resistive layer 7 is pierced in parts of this T le-c i which correspond in position to those of the contact holes 5a and 5b, r for, in this way, ensuring on them the deposition by sputtering
The sequential procedure can be performed in substantially the same manner as for prior art.
Plus spécifiquement, une couche de photo réserve est appliquée en revêtement sur la structure de couche supérieure pour former un motif de trous concernant les trous 6a et une gravure anisotrope est effectuée par morsure par ions réactifs (RIE), si bien que les trous 6a puissent être formés. Ensuite, une couche à peler est formée sélectivement seulement sur une surface de l'électrode de grille par une déposition oblique. Ensuite, une couche tampon est déposée sous la forme d'un film sur une partie de la couche resistive 3 placée dans chacun des trous 6a.More specifically, a photo resist layer is applied over the top layer structure to form a pattern of holes relating to holes 6a and anisotropic etching is performed by reactive ion bite (RIE), so that holes 6a can be trained. Next, a layer to be peeled is selectively formed only on one surface of the gate electrode by an oblique deposition. Next, a buffer layer is deposited in the form of a film on a part of the resistive layer 3 placed in each of the holes 6a.
Ensuite, un matériau métallique à fusion à haute température, tel que du molybdène (Mo) ou analogue, est déposé sur la partie de la couche résistive 3 par une déposition par faisceau d'électrons, plaquage d'ions ou analogue, pour, de cette manière, former i 'émetteur conique 11 (Fig. 2). Un nitrure de matériau métallique ou bien un oxyde de celui-ci peut être substitué au matériau métallique. Ensuite, la couche à peler et le matériau d'émetteur qui est appliqué en lamelle sur lui sont simultanément enlevés de la surface de l'électrode de grille 6. Then, a metallic material with high temperature fusion, such as molybdenum (Mo) or the like, is deposited on the part of the resistive layer 3 by an electron beam deposition, ion plating or the like, for in this way, form the conical emitter 11 (Fig. 2). A metal material nitride or an oxide thereof may be substituted for the metal material. Then, the layer to be peeled and the emitter material which is applied in lamella on it are simultaneously removed from the surface of the grid electrode 6.
La structure décrite ci-dessus du mode de réalisation il lustré vaut pour un bloc de l'électrode de grille 6. The structure described above of the glossy embodiment applies to a block of the gate electrode 6.
Lorsque l'on souhaite avoir un affichage en couleur, à trois couleurs, trois blocs concernant les couleurs respect ifs sont agencés en position adjacente les uns les autres pour constituer une unité lumineuse. Dans ce cas, les électrodes de focalisation 1 entourant respectivement les électrodes de grille adjacentes les unes aix autres sont connectées les unes aux autres par la ligne d'électrode de celle-ci s'étendant dans la direction latérale. En variante, les noèmes parties de l'électrode de focal1satlon adjacentes les unes des autres sont intégrées les unes aux autres polir, de cette manière, constituer une ligne d'électrode qui s'étend totalement dans la direction latérale, dans laquelle des trous de forme rectangulaire dans lesquels les électrodes de grille sont agences sont formes côte-à-côte.When it is desired to have a color display, with three colors, three blocks relating to the respective colors are arranged in a position adjacent to each other to constitute a light unit. In this case, the focusing electrodes 1 respectively surrounding the adjacent gate electrodes are also connected to each other by the electrode line thereof extending in the lateral direction. Alternatively, the noemes parts of the focal1satlon electrode adjacent to each other are integrated with each other. Polishing, in this way, constitute an electrode line which extends completely in the lateral direction, in which holes for rectangular shape in which the grid electrodes are arranged are side-by-side shapes.
Dans le dispositif à émission de champ du mode de réalisation illustré ainsi constitué, les trous 6a peuvent avolr un diamètre d'environ 1 Rm et être formés à des intervalles de plusieurs microns de manière successive. In the field emission device of the illustrated embodiment thus constituted, the holes 6a can extend to a diameter of approximately 1 Rm and be formed at intervals of several microns successively.
Pour permettre les électrons être émis en une quantité suffisante pour un dispositif d'affichage, un bloc d'électrode de grille peut être formée avec dix des trous 6a et émetteurs coniques. Un intervalle entre la structure de coté de substrat de cathode et la structure de coté de substrat d'anode est fixé à une valeur de 1 à 2 mm et une tension de plusieurs kV est appliquée à l'anode. To allow electrons to be emitted in sufficient quantity for a display device, a grid electrode block can be formed with ten of the holes 6a and conical emitters. An interval between the cathode substrate side structure and the anode substrate side structure is set to 1 to 2 mm and a voltage of several kV is applied to the anode.
Dans un dispositif d'affichage du type a haute tension, le nombre d'émetteurs coniques 11 nécessaires peut être réduit, parc qu'il ne faut pas avoir une grande quantité de courant de cathode. Dans le mode de réalisation illustré, les trous 6d sont agencés en Ligne. En variante, ils peuvent être agences en une ou deux lignes.In a display device of the high-voltage type, the number of conical transmitters 11 required can be reduced, since a large amount of cathode current must not be present. In the illustrated embodiment, the holes 6d are arranged in a line. Alternatively, they can be branched in one or two lines.
La ligne d'électrode de grille 2 est balayée pour déterminer une ligne en direction horizontale dans laquelle la luminance est produite. A cette fin une tension d'environ O à 100 V lui est appliquée. La ligne de cathode 4 est commandée tout en étant sujette à une modulat ion de largeur d ' impulsion dans le but d'obtenir un affichage gradue ou contrasté. Alnsl, une tension d'environ 0 à 60 v lui est appliquée. Une tension appliquée à 'électrode de focallsatlon 1 est fixée pour se trouver dans une plage d'environ 0 à -70 V selon le degré de focalisation. L'intervalle qu'il v a entre l'électrode de grille 6 et l'électrode de focalisation 1 est détermine selon le degré de focalisation. Dans le mode de réalisation
?:lustré, il peut être fixé à environ 10 O tm. ligne tension, appliquée à l'électrode de focalisation 1, peut être maintenue d une valeur constante. La partie de l'électrode de focalisation qui ne cent ri hue pas à la luminescence est sujette à une commutation, de manière à être ouverte par rapport à une alimentation de puissance, entraînant la
réduction de la puissance électrique consommée, du fait de
la perte par capacité électrostatique formée entre
l'électrode de focalisation 1 et la ligne de cathode 4.The grid electrode line 2 is scanned to determine a line in the horizontal direction in which the luminance is produced. To this end a voltage of about 0 to 100 V is applied to it. The cathode line 4 is controlled while being subject to a pulse width modulation in order to obtain a graduated or contrasted display. Alnsl, a voltage of about 0 to 60 v is applied to it. A voltage applied to the focallsatlon electrode 1 is set to be in a range of about 0 to -70 V depending on the degree of focus. The interval that it goes between the gate electrode 6 and the focusing electrode 1 is determined according to the degree of focusing. In the embodiment
?: glossy, it can be fixed at around 10 O tm. line voltage, applied to the focusing electrode 1, can be maintained at a constant value. The part of the focusing electrode which does not center at luminescence is subject to switching, so as to be open relative to a power supply, causing the
reduction in the electrical power consumed, due to
loss by electrostatic capacity formed between
the focusing electrode 1 and the cathode line 4.
En se référant à présent à la Fig. 4, une FEC
incorporée dans un deuxième mode de réalisation d'un dispositif à émission de champ selon la présente invention est illustrée. La Fig.4 de même est une vue en plan
représentant une structure laminée de coté de substrat de cathode observé deuils le coté anode et dess inee de manière à permettre à l'intérieur de la FEC être observé par une couche isolante. Sur la Fig. 4, les numéros de référence 21, 22, 23, et 24 désignent respectivement une électrode de focalisation, une ligne d'électrode de grille, une 11gn- de cathode et chacun des trous de contact, constrults de manière différente par rapport au mode de réalisation décrit ci-dessus.Referring now to FIG. 4, a FEC
incorporated in a second embodiment of a field emission device according to the present invention is illustrated. Fig.4 similarly is a plan view
showing a laminated structure on the side of the cathode substrate observed on the anode side and drawn in order to allow the interior of the FEC to be observed by an insulating layer. In Fig. 4, the reference numbers 21, 22, 23, and 24 respectively designate a focusing electrode, a grid electrode line, a cathode 11gn- and each of the contact holes, constructed differently from the mode of realization described above.
Dans le premier mode de réalisation représenté sur les
Figs. 1 à 3, la ligne d'électrode de grille 2 est agencée sur la surface supérieure de la couche isolante 12 (Flg. 2) et la lign inférieure. Un tel agencement permet à la ligne d'électrode de grille 22 d'être connectée à l'électrode de grille 6 tout en évitant l'électrode de focalisation 21 et d'être agencée de manière à s'étendre en direction latérale tout en croisant la ligne de cathode 23. Ceci entraîne dans le mode de réallsation illustré de même l'empêchement de toute fuite des faisceaux d'électrons.In the first embodiment shown in the
Figs. 1 to 3, the grid electrode line 2 is arranged on the upper surface of the insulating layer 12 (Fig. 2) and the lower line. Such an arrangement allows the grid electrode line 22 to be connected to the grid electrode 6 while avoiding the focusing electrode 21 and to be arranged so as to extend in the lateral direction while crossing the cathode line 23. This results in the reallation mode illustrated similarly preventing any leakage of the electron beams.
La fabrication du dispositif à demi selon de champ du mode de réalisation illustré ainsi conçu peut être effectuée senslblement en suivant la même procédure que pour le mode de réalisatlorl décrit ci-dessus, sauf que l'ordre de formation de la ligne d'électrode de grille 2 et de la ligne de cathode 4 est inversé et que le trou de contact 24 est substitué par le trou de contact 5b. La couche résistive 3 peut être laissée sur toute la longueur d la ligne d'électrode de grille 22. The manufacture of the device half according to the scope of the illustrated embodiment thus conceived can be carried out sensibly by following the same procedure as for the embodiment described above, except that the order of formation of the electrode line of grid 2 and the cathode line 4 is inverted and the contact hole 24 is replaced by the contact hole 5b. The resistive layer 3 can be left over the entire length of the grid electrode line 22.
La construction décri te ci-dessus du mode de réalisation il lustré représenté sur la Fig. 4 vaut pour un bloc de l'électrode de grille 6 comme sur la Fig. 1. The construction described above of the glossy embodiment shown in FIG. 4 is valid for a block of the gate electrode 6 as in FIG. 1.
Lorsque l'on souhaite avoir un affichage en couleur, présentant trois couleurs, trols blocs des couleurs respectlves sont agencés de façon adjacente les uns les autres pour former un ensemble lumineux. Les électrodes de focal i sat ion 1 entourant respectivement les électrodes de grille 6 adjacentes les unes les autres sont connectées les unes les autres par leur Ligne d ' é i ect rode s'étendant en dlrectton longitudinale. En vdrlante, des parties formant cadre de l'électrode de focallsatlon adjacentes les unes les autres sont intégrées les unes les autres pour de cette manière constituer une ligne d'électrocle qui s'étend totalement dans la direction longltlldlnale, dans laquelle des trous de forme rectangulalre dans laquelle les électrodes de grille sont agences sont formés côte-à-côte.When it is desired to have a color display, presenting three colors, three blocks of the respective colors are arranged adjacent to each other to form a luminous assembly. The focal electrodes i sat ion 1 respectively surrounding the grid electrodes 6 adjacent to each other are connected to each other by their electrode line extending in longitudinal dlrectton. In vdrlante, parts forming frame of the focallsatlon electrode adjacent to each other are integrated one another so as to constitute an electrode line which extends completely in the longltlldlnale direction, in which holes of form rectangular in which the grid electrodes are arranged are formed side by side.
La partle restante du mode de réalisation illustrée peut être construite sensiblement de la même manlere que pour le mode de réalisation décrit ci-dessus en référence aux Figs. 1 et 2. The remaining part of the illustrated embodiment can be constructed in substantially the same manner as for the embodiment described above with reference to Figs. 1 and 2.
Dans le mode de réal isat ion représenté sur les Figs. 1 et 2, les émetteurs coniques 11 sont connectés électriquement par la couche résistive 3 à la ligne de cathode 4. En variante, les émetteurs coniques 11 peuvent être connectés électriquement dlrectement à la ligne de cathode 4, sans i nterposition entre eux de la couche résistive 3. Au lieu de ce la, la connexion peut être effectuée au moyen de toute couche métal Tique ainsi que de la couche résistive 3 interposée entre elles. Dans le mode de réalisation de la Fig. 4 également, la conne ion électrique établie entre les émetteurs coniques Il et la ligne de cathode 24 peut être effectuée seulement par Tes trous de contact en utilisant la couche résistive 3. En variante, la connexion électrique peut être obtenue en interposant toute couche métallique ainsi que par une cruche résistive intermédiaire. In the real isat ion mode shown in Figs. 1 and 2, the conical emitters 11 are electrically connected by the resistive layer 3 to the cathode line 4. As a variant, the conical emitters 11 can be electrically connected directly to the cathode line 4, without interposing the layer between them resistive 3. Instead of this, the connection can be made by means of any metal tick layer as well as the resistive layer 3 interposed therebetween. In the embodiment of FIG. 4 also, the electrical connection established between the conical emitters II and the cathode line 24 can be carried out only through your contact holes using the resistive layer 3. As a variant, the electrical connection can be obtained by interposing any metallic layer thus only by an intermediate resistive jug.
Dans chacun des modes de réalisatlon décrits ci-dessus, l'électrode de grille est formée à une configuration rectangulaire allongée. En variante, elle peut être formée selon toute configuration appropriée différente, tell qu'une forme rectangulaire. Il n'est pas nécessairement obllgatoire que l'électrode de focallsatlon entoure complètement l'électrode de grille. Elle peut être agencée de manière à entourer partiellement i 'èlectro < le de grille, tant qu'elle empêche effl( ac ement, la fuite des faisceaux d'électrons. In each of the embodiments described above, the gate electrode is formed in an elongated rectangular configuration. Alternatively, it can be formed in any different suitable configuration, such as a rectangular shape. It is not necessarily obligatory that the focallsatlon electrode completely surrounds the grid electrode. It can be arranged so as to partially surround the grid electronics, as long as it effectively prevents the escape of electron beams.
La description ci -dessus d été faite en liaison avec le dispositif à émission de champ du type à haute t ens ion
I1 est évident que la présente invention peut efficacement être appliquée au dispositif à émission de champ du type à basse tension. Dans ce cas, l'électrode de focalisation est agencée pour améliorer la focal isation des faisceaux d'électrons ou commander la tension de focalisation afin de moduler la focalisation.The description above was made in connection with the high-voltage type field emission device.
It is obvious that the present invention can effectively be applied to the low voltage type field emission device. In this case, the focusing electrode is arranged to improve the focusing of the electron beams or to control the focusing voltage in order to modulate the focusing.
Egalement, la descrlptlon ci-dessus a été faite en liaison avec le fait que le dispositif à émission de champ comprend l'électrode de focalisation, cependant, la présente invention peut être efficacement appliquée à la construction de toute autre électrode ou structure disposee autour de l'électrode de grille. Also, the above description has been made in connection with the fact that the field emission device includes the focusing electrode, however, the present invention can be effectively applied to the construction of any other electrode or structure arranged around the gate electrode.
Ainsi que l'on peut le voir de ce qui précède, la présente invention permet à toute électrode ou structure souhaitée d'être disposée autour de l'électrode de gril le sans subir aucune rest rict ion. As can be seen from the above, the present invention allows any desired electrode or structure to be disposed around the grill electrode without undergoing any restraint.
L'agencement de l'électrode de focalisation autour de l'électrode de grille empêche toute fuite de falsceaux d' électrons, ce qui permet d'obtenir des faisceaux d'électrons de diamètre de point souhaité. Egalement, le dispositif à émlsslon de champ de la présente invention réduit le nombre des couches en comparaison du dispositif à émission de champ classique du type à grille à deux étages pour, de cette manière, faciliter sa fabrication. The arrangement of the focusing electrode around the grid electrode prevents any leakage of electron beams, thereby obtaining electron beams of desired point diameter. Also, the field emitting device of the present invention reduces the number of layers compared to the conventional field emitting device of the two-stage grid type to thereby facilitate its manufacture.
Bien que des modes de réalisation préférés de la présente invention aient été décrits avec un certain degré de pal-tlcularisrne, en référence aux dessins, des modifications et des variations évidentes sont possibles d la lumière des enseignements ci-dessus. Il est par conséquent évident que, tout en restant dans le champ des revendications annexes, 1 ' invent i on peut être mise en oeuvre autrement que de la façon décrite spécifiquement. Although preferred embodiments of the present invention have been described with a certain degree of flexibility, with reference to the drawings, obvious modifications and variations are possible in light of the above teachings. It is therefore obvious that, while remaining within the scope of the appended claims, the invention can be implemented other than as specifically described.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20110630 |